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光伏组件温度系数对光伏电站发电量的影响分析

华阳光伏检测2019-01-16 04:47:55

为什么光伏电站在夏季辐照度很高的情况下,发电量却不高呢?经常听到到有业主反馈这样的问题。这是因为光伏电站的组件也是有温度系数的,温度系数对光伏电站的发电量是有一定影响的。

温度系数是材料的物理属性随着温度变化而变化的速率,不同的材料温度系数有所差别,在不同温度环境下的表现也不尽相同。温度系数可以直观的比较材料在高温环境下的表现优劣,简单的说,温度系数绝对值越低,材料的耐高温表现则越优异。

对于光伏组件来说,温度的变化主要分三个方面:温度与开路电压的关系、温度与短路电流的关系、温度与输出功率的关系。

1.决定开路电压大小的是半导体的禁带宽度和费米能级,由于温度越高,其费米能级越靠近价带,所以温度越高其开路电压越小,也就是说,温度—开路电压二者的曲线大概是一个斜率为负值的直线,这个在太阳能组件认证的过程中叫做检测太阳能组件的开路电压温度系数。

2. 温度与短路电流的关系是温度越高短路电流越大,但是需要注意的是这里短路电流升高的趋势要小于上面第一条中开路电压下降的趋势,也就是说温度—短路电流二者的曲线是一个斜率略微为正值的直线,在太阳能组件认证的检测中这个叫做检测太阳能电池的短路电流温度系数。

3. 因为温度升高的时候开路电压下降很厉害,其幅度比短路电流升高的幅度要大,所以在温度升高的时候其总输出功率是下降的,因为P=UI,U下降的幅度大于I上升的幅度,所以功率与温度也成反比例关系。

光伏电站业主最关心的收益则是与组件的输出功率直接挂钩的,因为这决定着同功率光伏组件在相同温度的工作环境下,究竟谁的输出功率会更高。以峰值功率为例,N型与P型硅光伏组件的峰值功率温度系数如下。

峰值功率温度系数:

由数据可见,N型单晶光伏组件的峰值功率温度系数的确低于P型光伏组件。那么,温度系数低对于光伏组件来说意味着什么呢?

峰值功率温度系数的意义是在于,电池片温度每升高1℃,N型单晶组件的输出功率则降低基准值的0.38%,P型组件的输出功率降低基准值的0.42%。当光伏组件正常工作时,电池片的标准工作温度是25℃,一般工作温度则大于25℃。在大于25℃的工作条件下,温度每升高一度,同等功率N型单晶组件的输出功率衰减值小于P型组件。也就是说,在正常的工作温度环境下,同等峰值功率N型单晶组件的输出功率要高于P型组件。

根据近四个月监测到的实时组件工作温度数据来看,N型双玻组件的实时工作温度表现良好,同等峰值功率不同背景下的N型双玻组件比N型单玻组件工作温度低4-9℃。

N型单晶若要保持其双面发电性能,通常要做成双玻组件。双玻组件的散热性能原本就比单玻组件要好。而单面发电组件考虑成本因素,背面一般采用背板封装。这就意味着,论工作温度本身对组件输出功率的影响,N型双玻组件也占据相当的优势。

由此看来,N型双玻组件受温度影响比P型组件要小很多,其双面发电特性加之良好的温度系数表现,将为光伏电站业主带来直接的受益。

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